DE29819554U1

DE29819554U1 - Air conditioning for excavators

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Publication number: DE29819554U1
Application number: DE29819554U
Authority: DE
Original assignee: O and K Mining GmbH; O&K Mining GmbH
Current assignee: Terex Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1998-11-03
Filing date: 1998-11-03
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2008-11-04

Description

Klimaanlage für BaggerAir conditioning for excavators

Die Neuerung betrifft die Anordnung einer Klimaanlage im Bereich eines Baggers, insbesondere eines Großbaggers.The innovation concerns the arrangement of an air conditioning system in the area of an excavator, especially a large excavator.

Es zählt zum allgemeinen St.d.T., den Kältemittelkompressor bei mobilen Arbeitsmaschinen, insbesondere bei Hydraulikgroßbaggern, am Antriebsmotor, z.B. am Diesel- oder Elektromotor, anzuflanschen. Aufgrund dieser Anordnung (der Motor ist in der Regel weit von der Kabine beabstandet) ergeben sich lange Leitungen zu der in der Regel im Bereich der Kabine vorgesehenen Klimaanlage. Großbagger werden vielfach in Modulen aufgebaut, so daß im Bereich der Schnittstellen der einzelnen Module sich auch für die Leitungen Schnittstellen ergeben, die durch Verbindungselemente zu überbrücken sind. Infolge dieser verhältnismäßig langen Leitungen in Verbindung mit den genannten Schnittstellen, treten teilweise nicht unerhebliche Leitungsverluste (Druck und / oder Medium) auf, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Klimaanlage erheblich reduziert wird.It is standard practice to flange the refrigerant compressor on mobile machines, particularly large hydraulic excavators, to the drive motor, e.g. the diesel or electric motor. This arrangement (the motor is usually far away from the cabin) results in long lines to the air conditioning system, which is usually located in the cabin area. Large excavators are often built in modules, so that in the area of the interfaces of the individual modules there are also interfaces for the lines that have to be bridged using connecting elements. As a result of these relatively long lines in connection with the aforementioned interfaces, considerable line losses (pressure and/or medium) sometimes occur, which significantly reduces the overall efficiency of the air conditioning system.

Die bisher praktizierte dezentrale Anordnung der Einzelkomponenten der Klimaanlage macht es erforderlich, daß die Klimaanlage erst nach der Installation im Bereich des Baggers mit Kältemittel befüllt werden kann.The previously practiced decentralized arrangement of the individual components of the air conditioning system means that the air conditioning system can only be filled with coolant after installation in the area of the excavator.

Bei mobilen Arbeitsmaschinen, insbesondere bei Hydraulikgroßbaggern, sind aufgrund des großen Volumens der Fahrerkabine sowie der für die Sichtverhältnisse erforderlichen großen Glasflächen an sich bekannte kompakte Fahrzeugklimaanlagen nicht geeignet.For mobile work machines, especially large hydraulic excavators, conventional compact vehicle air conditioning systems are not suitable due to the large volume of the driver's cab and the large glass surfaces required for visibility.

Darüber hinaus bekannt sind sogenannte Aufdachanlagen, die üblicherweise auf der Dachfläche der Fahrerkabine montiert werden. Diese Aufdachanlagen bringen jedoch den Nachteil mit sich, daß sie äußeren Einwirkungen ausgesetzt sind (z.B. Steinschlag oder dgl.) und durch ihr Gewicht eine stärkere Kabinenkonstruktion erforderlich machen. Desweiteren sind mit Montage und Wartung dieser Aufdachanlagen betraute Personen einer erhöhten Unfallgefahr ausgesetzt.Also known are so-called roof-mounted systems, which are usually mounted on the roof of the driver's cab. However, these roof-mounted systems have the disadvantage that they are exposed to external influences (e.g. falling rocks or similar) and their weight means that a stronger cab structure is required. Furthermore, people entrusted with the installation and maintenance of these roof-mounted systems are exposed to an increased risk of accidents.

Ziel der Neuerung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Klimaanlage bereitzustellen, mittels welcher über verhältnismäßig kurze Leitungswege eine Klimatisierung und ggf. auch eine Beheizung der Kabine, insbesondere eines Großbaggers, vorgenommen werden kann.The aim of the innovation is to avoid the disadvantages mentioned and to provide an air conditioning system by means of which the cabin, especially that of a large excavator, can be air-conditioned and, if necessary, heated via relatively short pipe routes.

Dieses Ziel wird erreicht durch die Anordnung einer Klimaanlage mit integriertem Antrieb im Bereich unterhalb der Kabine eines Baggers, insbesondere eines Großbaggers.This objective is achieved by arranging an air conditioning system with integrated drive in the area below the cabin of an excavator, especially a large excavator.

Vorteilhafte Weiterbildungen der neuerungsgemäßen Anordnung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments of the arrangement according to the innovation can be found in the subclaims.

Der Neuerungsgegenstand bietet die Realisierung einer leistungsstarken (Kühlleistung), langlebigen, montage- und wartungsfreundlichen Anlage einerseits zur Klimatisierung und andererseits zur Klimatisierung sowie zum Beheizen eines Raumes, insbesondere einer Fahrerkabine eines Baggers, insbesondere eines Großhydraulikbaggers.The innovation offers the realization of a high-performance (cooling capacity), long-lasting, easy-to-assemble and maintain system on the one hand for air conditioning and on the other hand for air conditioning and heating a room, in particular a driver's cab of an excavator, in particular a large hydraulic excavator.

Die als kompakte Anlage ausgebildete Klimaanlage beinhaltet den kompletten Kältemittelkreislauf, insbesondere mit Kältemittelkompressor, Kondensator, Verdampfer und bei Bedarf auch den oder die Wärmeerzeuger (Heizung) sowie den Antrieb.The air conditioning system, designed as a compact system, contains the complete refrigerant circuit, in particular with refrigerant compressor, condenser, evaporator and, if required, also the heat generator(s) (heating) and the drive.

Ein gegenüber dem bisher bekannten St.d.T. gegebener Vorteil ist darin zu sehen, daß der Kältemittelkreislauf vorgefüllt werden kann. Ein Befüllen mit Kältemittel nach Einbau der Anlage bzw. Montage des Baggers, insbesondere des Großbaggers, entfällt somit. Die vorgefüllte Klimaanlage kann somit lagermäßig vorgehalten und problemlos nach Fertigstellung des ggf. aus Modulen zusammengesetzten Baggers, insbesondere Großbaggers, montiert werden.An advantage over the previously known standard system is that the refrigerant circuit can be pre-filled. This means that there is no need to fill it with refrigerant after the system has been installed or the excavator, particularly the large excavator, has been assembled. The pre-filled air conditioning system can therefore be kept in stock and easily installed after the excavator, which may be made up of modules, has been completed, particularly the large excavator.

Infolge der räumlichen Zuordnung der Klimaanlage unterhalb der Kabine (Unter-Flur-Anordnung) können die Leitungen verhältnismäßig kurz gehalten werden. Insbesondere bei Großbaggern ist dieser Raum geschützt und gut zugänglich, so daß Montage- und Reparaturarbeiten problemlos durchgeführt werden können.As a result of the spatial arrangement of the air conditioning system below the cabin (under-floor arrangement), the lines can be kept relatively short. In large excavators in particular, this space is protected and easily accessible, so that assembly and repair work can be carried out without any problems.

Der Kältemittelkompressor wird vorzugsweise mit auf dem Großbagger vorhandener Energie angetrieben. Denkbar sind hierbei Druckluft oder elektrischer Strom. Vorzugsweise wird der Antriebsmotor der Kältemittelanlage jedoch hydraulisch angetrieben, da hydraulisches Medium bei einem Hydraulikbagger in jedem Fall gegeben ist. Jedoch auch bei Elektrobaggem werden die Arbeitsgeräte hydraulisch betätigt, so daß sich auch für diesen Baggertyp die hydraulische Antriebslösung eignet.The refrigerant compressor is preferably driven by the energy available on the large excavator. Compressed air or electricity are conceivable options. Preferably, however, the drive motor of the refrigerant system is driven hydraulically, since hydraulic medium is always present in a hydraulic excavator. However, the working equipment in electric excavators is also operated hydraulically, so the hydraulic drive solution is also suitable for this type of excavator.

Die Kompaktanlage kann zur Beheizung der Kabine mit einem Wärmetauscher ausgerüstet werden. Die Wärme wird mit auf dem Hydraulikbagger vorhandener Energie erzeugt, z.B. durch warmes Motoröl, warmes Motorkühlwasser, warmes Hydrauliköl oder elektrischen Strom.The compact system can be equipped with a heat exchanger to heat the cabin. The heat is generated using energy available on the hydraulic excavator, e.g. warm engine oil, warm engine cooling water, warm hydraulic oil or electricity.

Der Neuerungsgegenstand ermöglicht nunmehr die Zusammenführung der wesentlichen Bestandteile einer Klimaanlage (unter Einbeziehung eines Antriebes), wobei die Klimaanlage in einem gut geschützten Bereich des Baggers, insbesondere des Großbaggers, vorgesehen ist. Da die Kabine üblicherweise mit dem die Klimaanlage aufnehmenden Bereich (geschützter Raum) ein einzelnes Modul bildet, ergeben sich auch keine Schnittstellen im Bereich von Leitungen, die von der Klimaanlage zur Fahrerkabine und umgekehrt zu führen sind. Die Wege der Leitungen sind kurz, wodurch der Wirkungsgrad der Klimaanlage optimiert werden kann.The innovation now makes it possible to combine the essential components of an air conditioning system (including a drive), with the air conditioning system being located in a well-protected area of the excavator, particularly the large excavator. Since the cabin usually forms a single module with the area containing the air conditioning system (protected space), there are no interfaces in the area of cables that have to be routed from the air conditioning system to the driver's cabin and vice versa. The paths of the cables are short, which means that the efficiency of the air conditioning system can be optimized.

Infolge der Klimatisierung der Kabine herrscht hier ein - wenn auch geringer - Überdruck vor, so daß Luft im Bereich von undichten Stellen von innen nach außen tritt, wodurch ein Eindringen von Schmutz von außen nach innen in jedem Fall vermieden wird.As a result of the cabin's air conditioning, there is an overpressure - albeit slight - so that air flows from the inside to the outside in the area of leaks, which in any case prevents dirt from penetrating from the outside to the inside.

Wie bereits dargelegt, ist mit der Klimaanlage entweder nur die Kühlung der Kabine oder aber die Klimatisierung und gleichzeitige Beheizung der Kabine möglich. Ggf. in der Kabine vorhandene Feuchtluft kann im Bereich des Wärmetauschers problemlos getrocknet und dem Luftkreislauf wieder zur Verfugung gestellt werden.As already explained, the air conditioning system can either only cool the cabin or it can also provide air conditioning and heating at the same time. Any moist air present in the cabin can be easily dried in the area of the heat exchanger and made available to the air circuit again.

Der Neuerungsgegenstand ist anhand einer Prinzipskizze dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen:The innovation is illustrated using a schematic diagram and is described below. It shows:

Figur 1 - Anordnung einer Kabine eines nicht weiter dargestellten Baggers inFigure 1 - Arrangement of a cabin of an excavator not shown in detail in

Verbindung mit der in einem geschützten Raum vorgesehenen Klimaanlage Figur 2 - verschiedene Ansichten bzw. Teildarstellungen der Klimaanlage.Connection to the air conditioning system provided in a protected room Figure 2 - different views or partial representations of the air conditioning system.

Figur 1 zeigt als Prinzipskizze die Kabine 1 eines nicht weiter dargestellten Baggers, insbesondere Hydraulikgroßbaggers, die im Bereich eines nur angedeuteten Oberwagens 2 aufgebaut ist. Der Oberwagen 2 beinhaltet einen geschützten Raum 3, der zur Aufnahme der als Einbaueinheit ausgebildeten Klimaanlage 4 vorgesehen ist. Der Raum 3 beinhaltet Öffnungen 5, über welche Frischluft in den Raum 3 eindringen kann. Je nach Anwendungsfall des Baggers, insbesondere des Großbaggers, können im Bereich dieser Öffnungen 5 Filterelemente vorgesehen werden, damit das Eindringen von Schmutz verhindert wird. Der Aufbau der Klimaanlage 4 ist in den Figuren 2 bis 4 näher beschrieben. Über die Leitung 6 wird Luft in den Bereich der Fahrerkabine 1 eingebracht, während über die Leitung 7 verbrauchte und ggf. auch feuchte Luft wieder in den Bereich 8 der Klimaanlage 4 zurückgeführt wird. Die Leitungen 6,7 können sehr kurz gehalten werden, wobei Schnittstellen infolge modularen Aufbaus des Baggers, insbesondere des Großbaggers, vermieden werden.Figure 1 shows a schematic diagram of the cabin 1 of an excavator (not shown in detail), in particular a large hydraulic excavator, which is installed in the area of an upper carriage 2 (only indicated). The upper carriage 2 contains a protected space 3 which is intended to accommodate the air conditioning system 4 designed as a built-in unit. The space 3 contains openings 5 through which fresh air can enter the space 3. Depending on the application of the excavator, in particular the large excavator, filter elements can be provided in the area of these openings 5 to prevent the ingress of dirt. The structure of the air conditioning system 4 is described in more detail in Figures 2 to 4. Air is introduced into the area of the driver's cabin 1 via the line 6, while used and possibly moist air is returned to the area 8 of the air conditioning system 4 via the line 7. The lines 6, 7 can be kept very short, whereby interfaces are avoided due to the modular structure of the excavator, in particular the large excavator.

Figur 2 zeigt verschiedene Ansichten bzw. Teildarstellungen der Klimaanlage 4 gemäß Figur 1. Angedeutet sind der Kältemittelkompressor 9, der hydraulische Antriebsmotor 10, eine Heizung 11, einen Kältemittelkondensator 11', einen Kältemittelverdampfer 18 sowie die Anschlußbereiche 8,die einerseits zur hier nicht weiter dargestellten Kabine und von dieser zurück zur Klimaanlage 4 führen. Die genannten Bauteile 9,10,11, 11', 18 sind innerhalb des gleichen Gehäuses 12 angeordnet und bilden eine kompakte Einbaueinheit. Über Stege 13 und Verbindungselemente 14 kann die Klimaanlage 4 problemlos an der Wand 15 des geschützten Raumes 3 befestigt werden. Die Wärmeabgabe aus dem Bereich der Klimaanlage 4 erfolgt über Lüfterelemente 16, die als Teile der Klimaanlage 4 im gleichen Gehäuse 12 vorgesehen sind. Die Wand 15 ist im Bereich der Klimaanlage 4 mit einem Lochblech 17 versehen, über welches der Luftaustausch mittels der Lüfterelemente 16 erfolgt.Figure 2 shows various views or partial representations of the air conditioning system 4 according to Figure 1. The refrigerant compressor 9, the hydraulic drive motor 10, a heater 11, a refrigerant condenser 11', a refrigerant evaporator 18 and the connection areas 8 are shown, which lead on the one hand to the cabin (not shown here) and from there back to the air conditioning system 4. The components 9, 10, 11, 11', 18 mentioned are arranged within the same housing 12 and form a compact installation unit. The air conditioning system 4 can be easily attached to the wall 15 of the protected room 3 via webs 13 and connecting elements 14. The heat is released from the area of the air conditioning system 4 via fan elements 16, which are provided as parts of the air conditioning system 4 in the same housing 12. The wall 15 is provided with a perforated plate 17 in the area of the air conditioning system 4, via which the air is exchanged by means of the fan elements 16.

Claims

1. Arrangement of an air conditioning system ( 4 ) with integrated drive ( 10 ) in the area below the cabin ( 1 ) of an excavator, in particular a large hydraulic excavator.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the air conditioning system ( 4 ) accommodates the entire refrigerant circuit ( 9 , 11 ', 18 ) including the drive ( 10 ) and a heater ( 11 ) within the same housing ( 12 ).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the drive ( 10 ) is formed by at least one hydraulic motor.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the air conditioning system ( 4 ) is provided in a space ( 3 ) provided below the cabin ( 1 ).

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the air conditioning system ( 4 ) designed as a built-in unit is attached at a distance from a wall ( 15 ) delimiting the room ( 3 ).

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the space ( 3 ) is provided with openings ( 5 ) for the passage of fresh air, filter elements being provided in the region of the openings ( 5 ) and/or the intake region of the air conditioning system ( 4 ).